JPH03242591A - ビーム電流密度分布計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばイオン注入装置、イオンビームエツ
チング装置等のイオン処理装置に用いられて、イオンビ
ームのビーム電流密度分布を計測するビーム電流密度分
布計測装置に関する。

〔従来の技術〕

例えばイオン注入装置においては、ウェーハのチャージ
アップ（帯電）を低減させるためには、ウェーハに照射
するイオンビームのビーム電流密度分布をできるだけ均
一にし、かつその分布の幅を広げることが重要である。

そのためには、まずはイオンビームのビーム電流密度分
布を計測する必要があり、そのために第４図に示すよう
なビーム電流密度分布計測装置が従来提案されている。

この装置は、複数のコレクタ電極４、変換回路１０、ア
ナログスイッチ２０、切換制御回路３０、Ｄ／Ａ変換器
４２、アンプ４４および表示装置４６を備えている。

各コレクタ電極４は、この例では、紙面表側から裏側方
向へ向かうイオンビーム２を受は止めるキャッチプレー
ト６の手前側に、Ｘ方向およびＹ方向に十字状に配列さ
れている。

変換回路１０は、各コレクタ電極４にそれぞれ接続され
た複数の抵抗１１を有しており、それらの両端には、イ
オンビーム照射に伴って各コレクタ電極４に流れるビー
ム電流に対応した計測信号（電圧信号）Ｓ３がそれぞれ
発生する。

アナログスイッチ２０は、変換回路１０の各抵抗１１に
接続された複数のスイッチング素子２１を有しており、
切換制御回路３０の制御下で、変換回路１０からの各計
測信号Ｓ３を択一的に切り換えて出力する。

切換制御回路３０ば、所定周波数のパルスを発生させる
パルス発生器３１．このパルスをカウントシ（アンプカ
ウントおよびダウンカウントの繰り返し）、アナログス
イッチ２０のどのスイッチング素子２１をオンさせるか
の位置信号Ｓ１を出力するカウンタ３２、および、この
位置信号Ｓに基づいてアナログスイッチ２０のスイッチ
ング素子２１を択一的に順次切り換えてオンさせるデコ
ーダ３３を有している。

切換制御回路３０からの前記位置信号Ｓｔ　は、Ｄ／Ａ
変換器４２によってアナログに変換されて三角波信号Ｓ
２となり、これが表示装置（例えばオシロスコープ）４
６のＸ軸端子に入力される。

一方、アナログスイッチ２０からの計測信号Ｓ３は、ア
ンプ４４によって増幅され、表示装置４６のＹＩ［ｌＩ
端子に人力される。

従って表示装置４６には、例えば第３図中に実線Ｍで示
すように、各コレクタ電極４の配列に対応した位置に、
そのコレクタ電極４で計測したイオンビーム２のビーム
電流密度がそれぞれ表示され、それによってイオンビー
ム２のビーム電流密度分布が表示される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、イオンビーム２のビーム電流密度分布は、イ
オンビーム２を発生させるイオン源のパラメータをオペ
レータがどのように選ぶかによって、あるいは同パラメ
ータの経時的な変化等によって変化するものであり、従
来のようにそれを表示装置４６に表示させるだけでは、
オペレータが表示装置４６を見てビーム電流密度分布の
異常を常に監視しておかなければならず、非常に手間が
かかり、ＦＡ（ファクトリ−・オートメーション）化の
流れにも反する。

そこでこの発明は、イオンビームのビーム電流密度分布
に一定の基準を設け、同分布がこの基準外になったこと
を自動的に検出することができるようにしたビーム電流
密度分布計測装置を提供することを主たる目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この発明のビーム電流密度分
布計測装置は、イオンビームの照射領域に並設された複
数のコレクタ電極と、この各コレクタ電極に流れるビー
ム電流に対応した計測信号をそれぞれ発生させる変換回
路と、この変換回路からの各計測信号を択一的に切り換
えて出力するためのスイッチと、このスイッチの切り換
えを制御する共にその切換位置を表す位置信号を発生す
る切換制御回路と、前記スイッチから出力される計測信
号の値を前記切換制御回路から出力される装置信号の内
容に関連づけて格納する第■の記憶手段と、イオンビー
ムのビーム電流密度の各コレクタ電極の位置ごとの上限
値および下限値を予め格納している第２の記憶手段と、
第１の記憶手段内に格納された計測信号の値が、第２の
記憶手段内に格納されている上限値と下限値の範囲内に
入っているか否かを各コレクタ電極の位置ごとに判定し
、範囲内に入っていないものがある場合に警報信号を出
力する判定手段とを備えることを特徴とする。

〔作用］ 上記出力によれば、複数のコレクタ電極の部分にイオン
ビームを照射した状態で、切換制御回路によってスイッ
チを順次切り換えると、第１の記憶手段内に、各コレク
タ電極に流れるビーム電流に対応した計測信号の値が切
換制御回路から出力される装置信号の内容に関連づけて
格納される。

そしてこのようにして格納された計測信号の値が、判定
手段によって、第２の記憶手段内に予め格納しであるビ
ーム電流密度の上限値と下限値の範囲内に入っているか
否かが各コレクタ電極の位置ごとに判定され、範囲内に
入っていないものがあると１１信号が出力される。

このようにして、イオンビームのビーム電流密度分布が
基準外になったことを自動的に検出することができる。

〔実施例〕

第１図は、この発明の一実施例に係るビーム電流密度分
布計測装置を示す図である。第４図の従来例と同一また
は相当する部分には同一符号を付し、以下においては当
該従来例との相違点を主に説明する。

この実施例においては、第４図で説明した出力の他に、
ＣＰＵ５１、メモリ５２およびＩ１０ポート５３を有す
るマイクロコンピュータ５ｏとＡ／Ｄ変換器４８とを更
に備えている。

そして、前述した切換制御回路３ｏ内のカウンタ３２か
ら出力される、アナログスイッチ２ｏのどのスイッチン
グ素子２１をオンさせるかの（即ちとのコレクタ電極４
を選択するかの）位置信号ＳＩと、前述したアナログス
イッチ２ｏから出力される計測信号Ｓ３をアンプ４４で
増幅しかっＡ／Ｄ変換器４日でディジタルに変換した計
測信号Ｓ４を、マイクロコンピュータ５ｏ内に取り込む
ようにしている。

このマイクロコンピュータ５０は、機能的には、第２図
に示すように、第１の記憶手段５５、第２の記憶手段５
６および判定手段５７を備えている。

第１の記憶手段５５は、取り込んだ計測信号ｓ４の値を
位置信号Ｓ１の内容に関連づけて格納する。

位置信号Ｓ１は選択したコレクタ電極の位置を表してお
り、計測信号Ｓ４はそのコレクタ電極の位置におけるビ
ーム電流密度を表しているので、この記憶手段５５には
、例えば第３図中に実線Ｍで示すような実測のビーム電
流密度分布が格納されることになる。

第２の記憶手段５６には、イオンビーム２のビーム電流
密度の各コレクタ電極４の位置ごとの許容される上限値
および下限値が予め格納されている。即ち、例えば第３
図中に破線Ｕで示すような上限のビーム電流密度分布お
よび破線りで示すような下限のビーム電流密度分布が格
納されている。

これが、基準のビーム電流密度分布である。

そして判定手段５７は、記憶手段５５内に格納された計
測信号Ｓ４の値が、記憶手段５６内に格納されている上
限値と下限値の範囲内に入っているか否かを各コレクタ
電極４の位置ごとに判定し、範囲内に入っていないもの
がある場合に警報信号Ｓ、を出力する。即ち、第３図中
に実線Ｍで示す実測のビーム雫流密度分布が、破線Ｕで
示す上限と破線りで示す下限の範囲内に入っているか否
かを判定し、入っていない部分があれば警報信号Ｓ５が
出力される。

このようにして、イオンビーム２のビーム電流密度分布
が基準外になったことを自動的に検出することができる
。

警報信号Ｓ、の用い方は色々あり、例えば、それを警報
表示に用いても良いし、更に進んでイオン注入等を停止
させるインターロックに用いても良い。

なお、上記例ではイオンビーム２のＸ方向およびＹ方向
のビーム電流密度分布を切り換えて計測することができ
るように多数のコレクタ電極４を十字状に配置している
が、このコレクタ電極４の数や配置は任意であり、また
その数に応じて変換回路１０内の抵抗１１やアナログス
イッチ２０内のスイッチング素子２１の数を決めれば良
い。

また、従来例と同様にＤ／Ａ変換器４２および表示装置
４６も設けておけば便利であるが、これらは、この発明
の目的達成のためには必須のものではない。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、イオンビームのビーム
電流密度分布を計測し、かつそれが予め定めである基準
内にあるか否かを判定手段によって判定するようにした
ので、イオンビームのビーム電流密度分布が基準外にな
ったことを自動的に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係るビーム電流密度分
布計測装置を示す図である。第２図は、第１図中のマイ
クロコンピュータの機能ブロック図である。第３図は、
ビーム電流密度分布の一例を示す図である。第４図は、
従来のビーム電流密度分布計測装置の一例を示す図であ
る。 ２９．・イオンビーム、４・・・コレクタ電極、ＩＯ・
・・変換回路、２０・・・アナログスインチ、３０・・
・切換制御回路、４８．・・Ａ／Ｄ変換器、５０・・・
マイクロコンピュータ、５５・・・第１の記憶手段、５
６・・・第２の記憶手段、５７．・・判定手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）イオンビームの照射領域に並設された複数のコレ
   クタ電極と、この各コレクタ電極に流れるビーム電流に
   対応した計測信号をそれぞれ発生させる変換回路と、こ
   の変換回路からの各計測信号を択一的に切り換えて出力
   するためのスイッチと、このスイッチの切り換えを制御
   する共にその切換位置を表す位置信号を発生する切換制
   御回路と、前記スイッチから出力される計測信号の値を
   前記切換制御回路から出力される位置信号の内容に関連
   づけて格納する第１の記憶手段と、イオンビームのビー
   ム電流密度の各コレクタ電極の位置ごとの上限値および
   下限値を予め格納している第２の記憶手段と、第１の記
   憶手段内に格納された計測信号の値が、第２の記憶手段
   内に格納されている上限値と下限値の範囲内に入ってい
   るか否かを各コレクタ電極の位置ごとに判定し、範囲内
   に入っていないものがある場合に警報信号を出力する判
   定手段とを備えることを特徴とするビーム電流密度分布
   計測装置。